尹瑞涛

W70-3在运输过程中

W70中子弹

W70核弹头是美国为装备“长矛”战术导弹而研制的核弹头，1999年美国一手炮制的污蔑中国的《考克斯报告》中曾经提到该型核弹头。1973年，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室为美国陆军的MGM-52“长矛”战术弹道导弹开始开发W70裂变核弹头。1976年4月，该计划进行了修改，美国国防部要求能源研究与发展署开发一种增强辐射的核弹头W70-3。1976年11月，时任美国总统福特批准了“长矛”导弹的中子弹头和203毫米中子炮弹的研究资金。W70-3于1981年8月定型生产，并交付部队使用，主要部署在美国、荷兰、意大利和前联邦德国等国的美国陆军部队。

W70核弹头长2.46米，直径559毫米，重204千克。共有4种型号：W70-0、W70-1、W70-2和W70-3。其中，W70-0和W70-1为裂变、当量可调型弹头，当量为0.10～10万吨，W70-2当量调节方式有所改进。W70-0、W70-1和W70-2从1973年6月到1977年7月间共制造了900枚。W70-3为增强辐射型，是人类历史上第一款投入现役并列装的中子弹，当量为1000吨TNT，其中聚变能量份额占60%，裂变能量份额占40%。其當量虽小，但杀伤力却很强，可以在半径700米范围内杀伤敌集群坦克中的人员，威力相当于1万吨当量的原子弹。W70-3核弹头装有抗电子干扰的惯性截止保险系统cat D PAL，引信代号为M1140。弹头段为铝合金结构，外敷一层烧蚀蒙皮，能依次烧掉，以防弹头过热。弹头有5种爆炸高度：地面、低空、低空加地面后备、高空或高空加地面后备。

美国新墨西哥州阿尔伯克基市国家核核科学与历史博物馆里面展示的W70-3核弹头，右边绿色的为MK23核炮弹

W70-3核弹头的顶部

左起：W70-3中子弹头分别沿X、Y轴、Z轴方向随机振动谱形图

中子弹空中爆炸的场景

博物馆中的W79中子弹

博物馆中的W79中子弹

W70-3的量产时间为1981年8月到1983年2月，共制造了380枚。随着冷战的结束，自1992年起W70-3开始退役，并于1996年9月全部退役。装在“长矛”导弹上的W70-3中子弹头小巧灵便，整个导弹可以装在牵引车上，也可以装在牵引式轻型发射架上，便于在山区、丘陵等地形复杂的情况下灵活使用，并且便于隐蔽，不易被敌方发现。与常规的热核弹头相比，

“长矛”中子弹能够非常有效地杀死位置更远和掩蔽更好的敌方有生力量，而爆炸和热效应比一般的热核弹头要弱。1976年，美国开始研制具有标准裂变和增强辐射双重功能的W70-4战斗部，但是在1982年被推迟。

为了对W70-3在振动与冲击环境下的频率与加速度水平进行摸底，1976年到1977年，美军在阿伯丁靶场进行了一系列的道路试验，W70-3核弹头装到一枚试验性M6“长矛”导弹上，位于M234弹头区，由M752自驱动发射车和M688装载运输车运送，在不同的道路上测试冲击与振动环境对弹头的影响。同时，针对极限温度也进行了相应的道路试验。在-34.5℃、25℃和60℃条件下，进行了随机振动与正弦振动试验。试验结果表明，该弹头成功通过了各种环境的考验。此外，试验也证实了弹头与导弹上的惯性部件能够承受运输中的振动与冲击环境。

W70-3中子弹头的道路试验条件

Y-12工厂

厂门口

为了对抗“洪水”般的华约装甲部队，同时又不会对西欧本身造成过大的损伤，增强辐射弹被认为是关键武器。但是中子弹的出现引起了国际上的争议，因为它的附带损伤小而降低了使用它的门槛，可能会引发核战争。这场争论导致美国国会在1985年立法要求去除W70-3/W79的“增强辐射”能力。

2011年10月21日，美国国家核安全管理局的发言人宣布，其下属的Y-12国家安全综合体完成了W70核弹头全部部件的拆解工作，从美国的核武器库存中销毁。据该发言人介绍，W70弹头是战术核武器，配备到“长矛”导弹上面，该导弹机动性很强，是美国陆军部署的最后一种战术核导弹，从1990年代早期开始退役。

Y-12工厂是负责美国核武器安全的部门，由于采用了新的红外脱粘技术，该工厂比原计划提前几年完成了W70核弹头所有部件的拆解工作。红外脱粘技术由Y-12工厂发明，旨在提高拆解流程的效率和安全性。这种技术用局部的红外射线加热来降低绑定的粘连性，不需要机械加工处理，能够对部件进行非破坏性分离。Y-12对这项技术申请了专利，用户可以在获得授权之后进行商业领域的运用。

拆解核武器是一项复杂的系统工程，核安全企业内几乎所有的部门都要参与其中。在一种核武器拆解之前，国家核安全管理局下属的设计实验室与生产部门配合，识别并降低拆解过程中出现的隐患。设计实验室可以运用他们在该种核武器设计阶段获得的独特知识，这些知识对拆解工作帮助很大。

当一款核武器退役的时候，它们首先要运到德克萨斯州亚马里洛的潘特克斯工厂，该工厂也隶属于美国国家核安全管理局。在这里，高爆炸药从特殊的核材料上移除，钚核心也从武器系统中移除，然后放到潘特克斯工厂安全性很高的储存地点。武器的其它部件转移到Y-12安全综合体，在这里将铀部件移除掉，进行处理或者储存起来以待将来进行处理。一些非核部件留在Y-12工厂，剩下的部分送到核安全企业的其它部门，进行最后的处理。

W79中子弹

从1950年代中期到1992年，核炮弹是美国核武库中的重要组成部分，它们配备给陆军和海军系统。它们能从当时美军装备的发射常规炮弹的火炮系统投掷，为美军提供一种高精度、短射程（一般为10英里左右）、全天候的打击能力。1973年12月，美军制定了XM-753中子核炮弹的研制计划，战斗部为W79中子战斗部，用203毫米火炮发射。1975年1月研制工作开始，由美国劳伦斯·利弗莫尔研究所负责研制。到1976年1月，共进行了3次真实尺寸的试验。1977年1月，福特总统批准了一份库存备忘录，内容是把W79作为一种“增强辐射”武器（即“中子弹”）。批生产的工程开发工作于1977年3月开始，9月底这一阶段的工作由于政治原因被暂停，直至1978年11月初才重启。1981年7月，首批产品试制成功并投入使用。1981年9月至1986年8月批量生产。到1986年，美国总计生产了550枚W79核炮弹，其中325枚为增强辐射弹，225枚为标准裂变弹。至1992年W79核战斗部全部退役。最后一批W79中子炮弹于2003年全部拆除。

W79是美军203毫米榴弹炮发射的增强辐射核炮弹（即中子弹），该核炮弹自1981年起开始装备部队，用以取代1956年装备的W33核炮弹，储备了约1000枚。W79有W79-0、W79-1两个型号，其中W79-0型具有双重威力，既可作标准裂变弹也可作增强辐射弹，爆炸当量为100吨至1100吨;W79-1是美国研制的第二种中子弹装置，具有可插入增强辐射部件的增強型辐射战斗部，爆炸当量为800吨，采用圆柱形内爆的钚-239扳机，而不是球形内爆扳机。也就是说，初级包含有一个圆柱形的钚-239核，周围是铍中子反射层，然后是圆柱形的高能炸药包层。W79中子弹重量约为97.5千克，长109.2厘米，直径20.3厘米，核材料为钚和氚。爆炸当量分布：34%冲击波+22%热辐射+40%早期核辐射+4%放射性沉降。

线性内爆核武器结构示意图

155毫米直径的W48核炮弹是一种线性内爆式核武器

W79核战斗部装在带有一级火箭助推器的炮弹壳内，威力可调，最大当量仅有1100吨，但核辐射能量却成倍增长。该炮弹装有火箭发动机，将一般8英寸炮弹的射程提高了一倍，达到侣英里（大约29千米）;有一个目标传感器和可调爆高功能，并内置D型PAL来防止非授权的使用。美军在W79核炮弹上装有密码锁和使用指令失灵系统，以防在未经批准情况下使用或在可使用状态下被恐怖分子窃取，提高安全性。发射前，弹体向上抬起便可插入引信。

W79为线性内爆式设计，它采用一大团在常温常压下大于临界质量的裂变物质钚239，它们在引爆前比较疏散，而在爆炸中则在压力作用下被挤压成高度密集的一团，从而引发链式裂变反应。

线性内爆式核武器

线性内爆是利用大于临界质量的核材料在常压下以球形放置。裂变核心以较低的密度非球形配置，在引爆前，超临界质量状态，链式反应，爆炸。目前已知的有3种途径来压缩或重塑核材料：（1）使核材料内部的空隙凹陷;（2）用钚-镓合金，在19.8克/立方厘米的低密度条件下，爆炸的压缩力作用使得合金塌陷成为致密的α相，从而达到稳定平衡;（3）重塑炸药或核材料，以使爆炸压力将伸展的椭球形或橄榄球形的核材料压缩为球形。

在不加中子反射器时，在通常密度条件下，钚的临界质量大约为10千克。为了增大爆炸当量，线性内爆核武器需要更多的核材料，一般约为13千克。钚的最高密度为19.8克/立方厘米，在最高密度时，13千克的钚的体积约为657立方厘米，若为球形，则球的半径为5.4厘米。

美军203毫米W79核炮弹

展览馆中的W79中子炮弹

W79中子炮弹的头部

W79中子炮弹的后部

W79中子炮弹及203毫米榴弹炮

能发射W79中子炮弹的美军M110型203毫米履带式自行榴弹炮

线性内爆武器可以用填充物或反射器，但是裂变材料加上填充物或反射器之后，球的体积也相应增大了。要将核武器装到小型火炮中（155毫米、152毫米或105毫米口径），需要用裸钚核。

由于核材料处在常压下，线性内爆武器的核材料利用率非常低，因此要比常规内爆式核武器多消耗2到3倍的核材料。它们比常规的内爆式核武器更重，更小。用于特种任务的W54核弹头和“大卫·克罗克特”核炮弹直径约28厘米，重约23千克。155毫米直径的W48直径约15厘米，重量是W54的两倍多，可能需要两倍的钚。独立研究员认为，美国陆军的一款常规内爆式裂变核武器需要花费125万美元，其中25万美元花费在全部的非核部件，100万美元花费在钚材料上。由于线性内爆核武器需要2到3倍的钚，因此造价也更加昂贵。

由于钚有毒，而且还有许多同素异形体，铸造、加工钚成为一项艰巨的任务。当钚冷却时，相变会使钚变形甚至裂开。这种变形可以通过添加3～3.5%摩尔分数（0.9-1%质量分数）的镓以形成钚镓合金来解决，使得δ相可以占据一个很宽的温度范围。当钚镓合金从熔化状态冷却时，相变将会从ε相转变为δ相，而不会经过四个相变。理论上也可以使用其他的三价金属，但是由于镓的中子吸收截面很小，同时也能保护钚不受腐蚀，通常都使用钚镓合金。

一个非常低效的设计是，用最小的压缩简单地将一个卵形压缩成球形，在使用线性内爆的核弹中，核装药被装入一个两端装有高爆炸药的圆柱形容器内。核装药为未填塞的实心的钚-239，并将其拉伸，其质量需要超过球形时的临界质量。爆炸将核装药的两端向内推，使其变成球形，从而使得核装药达到临界质量。冲击波可能还会使钚从δ相变成α相，即使没有内爆带来的向内的动量，钚的密度就可以增加23%。由于内爆压力不足，使得这种设计方案效率较低，但是它结构简单，半径也非常小，从而可以将它装在炮弹中或者手提箱核弹中。

W79中子炮弹体积小、重量轻，辐射强度大，杀伤威力大，在战场上可以大量杀伤有生力量，但对建筑物和武器装备的破坏小，是对付集群坦克和集结人员的高效武器，可供陆军和海军陆战队使用。北约战场指挥官利用W79中子炮弹能够有效应对华沙条约国的坦克装甲部队入侵西欧，从而增强了威慑力。

1984年西德REFORGER（“部隊重返德国”）军演，美军H110型203毫米自行榴弹炮在转场前

美军在训练使用203毫米核炮弹

2003年，W79核炮弹退役仪式上，潘太克斯核武器工厂的工作人员与其合影

美军203毫米W79核炮弹

当W70-3和W79进入北约部队服役时，它们很快就成了国际争议的焦点。反对者一方认为，由于较低的当量和高效的中子辐射，中子弹的部署和使用会降低核战争的门槛。1985年，美国国会下令要求之后的W79炮弹都不用中子弹头，现有的炮弹上的中子弹头也要换掉。到了1991年9月，在没同苏联签署军备控制条约的情况下，美国总统乔治·W·布什单方面宣布，要求美军所有的战术核武器全部退役，其中包括W79核炮弹。他说：“苏联在几乎或完全没有预警的情况下入侵西欧再也不是一个现实的威胁了。因此，我指示美国取消其在全球范围内部署的陆基短程（即在战场上使用的战术性质的）核武器。我们将把我们所有的核炮弹和短程弹道导弹上的核弹头运回本土或销毁。”1992年9月，全部W79均已退役，有约200发贮存在美国得克萨斯州的核武器工厂内。W79的拆解计划于是提上了日程。在正式开始作业之前，W79已经完成了许多事项。在最终的评审中，能源部对其进行了核炸药安全研究审查，桑迪亚国家实验室、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室和能源部三方联合对其进行了安全评估审查。两项审查结论认为，拆解工作可以进行。随后，1998年中期，美国国家核军工管理局开始在潘太克斯工厂拆解W79核炮弹，1998年6月完成了首个拆解单元的作业，剩余试件单元于当年9月底完成。

潘太克斯核工厂在美国的核威慑体系中发挥着关键作用。每年大约有100种库存的核武器送到这里，进行综合诊断检查，其中大部分核武器重新组装后交付军队，其余的核接受破坏性评估，以了解美国现有库存核武器的健康状况。此外，潘太克斯工厂也参与库存核武器的延寿项目，对超出服役期的核武器进行整修使其继续服役。2003年，W79核炮弹的拆解工作完成，潘太克斯工厂的工作人员在德克萨斯州的阿马里洛举行了一个庆祝仪式。[编辑/何懿]